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1.
自然环境下重叠果实的精准识别是智能采摘面临的难题之一。针对自然环境中成熟的重叠柑橘，提出了一种基于轮廓曲率和距离分析的果实分割方法。首先，提取重叠柑橘果实轮廓并进行高斯平滑，通过曲率分析，找出异常的轮廓像素点；其次，依次连接相邻两个异常像素点，分析该线段上的像素点到轮廓的距离，在相邻两正常线段的交点处完成重叠柑橘轮廓分割，并通过寻找异常线段剔除对应的非柑橘轮廓像素点；在此基础上，采用最小二乘椭圆拟合方法，对获取的柑橘目标进行轮廓重建。结果表明：利用该方法所得到的重叠柑橘重建轮廓的平均误差、不重合度和时间分别为4.903%、5.593%、0.408 s，优于Hough变换算法和RANSAC算法，能够满足自然环境下成熟重叠柑橘果实的智能识别需求。 相似文献
2.
复杂背景下油茶果采收机重叠果实定位方法研究 总被引：1，自引：0，他引：1
油茶果机械化振动采摘技术关键在于振动点选取,判断振动点选取取决于果实生长密度测算和分布估计.然而自然环境下重叠果实的识别对判定结果有较大的影响,因此提出一种基于凸壳识别的分割边界优化方法,提升重叠油茶果识别与分割准确度.该方法先将原始图像转换颜色空间,经过阈值分割和形态学处理获得重叠果实的凹区域,然后在此基础上通过Harris角点检测得到区域的特征点集,利用主成分分析(PCA)和欧式距离方法分析特征点距离关系得到分割路径,最后采用最小二乘法对分割后的目标区域进行拟合重建得到果实轮廓.对比重建的果实轮廓与真实分布图像,该方法的平均定位误差为8.6％,比Hough方法低5.1％;平均耗时为0.52 s,比Hough方法低0.12 s.结果 表明,提出的方法可以有效解决重叠油茶果实识别与分割问题,为采摘装置的振动点选择奠定基础. 相似文献
3.
果实的精准识别和定位是智能采摘面临的难题之一。基于双目立体视觉,提出了一种针对户外重叠柑橘的三维空间定位方法。首先,从双目左右图像中提取重叠柑橘果实轮廓并进行高斯平滑,通过曲率分析,找出异常的轮廓像素点;其次,依次连接相邻两个异常像素点,分析该线段上的像素点到柑橘轮廓的距离,在相邻两正常线段的交点处完成重叠柑橘轮廓分割,并通过寻找异常线段剔除对应的非柑橘轮廓像素点;再者,采用最小二乘椭圆拟合方法重建柑橘目标轮廓,并获取柑橘的中心;最后,根据双目极线约束和图像相似度,对重叠柑橘中心点进行匹配,并基于视差原理计算柑橘中心的深度值及三维空间坐标,确定重叠柑橘的遮挡关系。户外实验结果表明,所提出的方法定位误差为6.38 mm,满足柑橘采摘机器人户外采摘作业的定位精度要求。 相似文献
4.
果实的精准识别和定位是智能采摘面临的难题之一。基于双目立体视觉，提出了一种针对户外重叠柑橘的三维空间定位方法。首先，从双目左右图像中提取重叠柑橘果实轮廓并进行高斯平滑，通过曲率分析，找出异常的轮廓像素点；其次，依次连接相邻两个异常像素点，分析该线段上的像素点到柑橘轮廓的距离，在相邻两正常线段的交点处完成重叠柑橘轮廓分割，并通过寻找异常线段剔除对应的非柑橘轮廓像素点；再者，采用最小二乘椭圆拟合方法重建柑橘目标轮廓，并获取柑橘的中心；最后，根据双目极线约束和图像相似度，对重叠柑橘中心点进行匹配，并基于视差原理计算柑橘中心的深度值及三维空间坐标，确定重叠柑橘的遮挡关系。户外实验结果表明,所提出的方法定位误差为6.38 mm，满足柑橘采摘机器人户外采摘作业的定位精度要求。 相似文献
5.
为进一步提升苹果的侦测精度,从而提高苹果作业机器人的果实作业效率,以果园重叠苹果为对象,研究了自然环境下双果重叠目标的机器侦测方法。首先将采集到的苹果图像在Lab色彩空间中利用K-means聚类算法提取重叠苹果目标区域;其次在得到重叠苹果边界上的Harris角点后,通过关键角点检测算法定位苹果重叠部分的果实轮廓所在区域,并利用Canny边缘检测算子提取出苹果重叠部分的果实轮廓;然后利用Y型节点搜索算法实现重叠苹果目标的单果轮廓分离,并得到未遮挡果实的完整轮廓;最终利用距离最小二乘算法对被遮挡苹果目标进行果实轮廓重建。为验证方法的有效性,将Hough变换法、Spline样条内插法的重叠果实侦测结果与本文方法所得结果进行对比。试验结果显示,本文方法不仅可以侦测出未遮挡果实的完整轮廓,同时对被遮挡苹果目标也有较好的轮廓重建效果,其果实平均重合度和定位误差分别为95.43%和4.44%,侦测性能明显优于前两种方法,表明本文方法可以较好实现自然环境下苹果双果重叠目标的侦测,该结果为苹果作业机器人多果重叠目标的自动化侦测提供参考。 相似文献
6.
重叠苹果果实的分离识别方法 总被引：3，自引：0，他引：3
针对苹果采摘机器人重叠果实识别误差较大的问题,设计了一种分离识别方法。首先在苹果图像分割获取其二值果实区域的基础上,基于横、纵投影图实现重叠形态果实的判别,而后基于边缘曲线通过SUSAN算法检测果实轮廓上的角点,再通过迭代腐蚀和瓶颈准则挑选重叠果实的分离点,并采用Bresenham算法连接分离点实现重叠果实的分离。提取分离果实边缘曲线的有效轮廓后,通过改进的随机Hough算法拟合果实圆心及半径。最后选择15幅重叠果实区域二值图像,通过不同角点检测计算结果的比较,验证了SUSAN算法相比于其他角点检测方法更为有效;通过改进的随机Hough算法识别11幅图像中的21个果实,其圆心相对误差平均值、半径相对误差平均值和相对偏差平均值分别为6.90%、4.12%和6.07%,比传统Hough算法分别低4.03、2.75、1.14个百分点,说明改进的随机Hough算法得到的拟合圆更接近实际苹果果实区域。 相似文献
7.
提出了一种以运动人体的轮廓为特征，基于模板匹配的人体行为识别方法.利用背景差分法和阴影消除技术从图像中提取完整的人体轮廓.定义一种新的轮廓描述方法，将时变的2D轮廓形状转换为对应的1D距离向量.先计算轮廓点的质心坐标，再将轮廓等弧长地分割，用直线段连接相邻的割点构成对轮廓线的多边形近似，用多边形的顶点到轮廓质心的距离和其两个后继顶点的距离构成的3个距离串来描述轮廓.计算轮廓之间的动态时间规整(DTW)距离，然后利用谱系聚类方法提取行为序列的关键姿态，将关键姿态编码为行为字符串.最后利用编辑距离度量测试序列与标准序列之间的相似性.实验结果表明，利用本方法对人的6种日常行为进行识别，正确识别率达到85.7%以上. 相似文献
8.
【目的】研究枝条遮挡情况下单个苹果目标的识别,为复杂生长环境下苹果目标的准确识别与定位及实现自动采摘提供支持。【方法】针对果实目标受枝条遮挡影响被分割成几个部分,从而严重影响果实目标准确识别的现状,以枝条遮挡下的苹果目标为研究对象,选用基于Lab颜色空间的Kmeans聚类算法对苹果目标进行分割,再通过数学形态学方法对目标苹果轮廓进行提取,然后根据最小外接矩形法去除目标苹果的伪轮廓,最后利用轮廓的曲率特征对目标苹果进行重建,并对分割与重建结果进行了方法验证。【结果】利用基于Lab颜色空间下的Kmeans聚类算法和最小外接矩形法可有效提取出苹果目标的真实轮廓,能够与苹果目标边缘线达到高度重合,同时可获得较准确的重建结果。对10幅枝条遮挡果实目标的识别、定位与重建的验证结果表明,该方法对目标苹果进行分割与重建的平均分割误差为13.83%,平均重叠系数为88.08%,假阳性率和假阴性率分别为1.22%和11.92%,目标苹果重建准确率均在84.00%以上,平均重建时间为24.40 s。【结论】应用本研究中的方法可对枝条遮挡下的苹果目标进行准确识别、定位与重建,有效缩短重建时间。 相似文献
9.
《西北农林科技大学学报(自然科学版)》2017,(11)
【目的】研究枝条遮挡情况下单个苹果目标的识别,为复杂生长环境下苹果目标的准确识别与定位及实现自动采摘提供支持。【方法】针对果实目标受枝条遮挡影响被分割成几个部分,从而严重影响果实目标准确识别的现状,以枝条遮挡下的苹果目标为研究对象,选用基于Lab颜色空间的K-means聚类算法对苹果目标进行分割,再通过数学形态学方法对目标苹果轮廓进行提取,然后根据最小外接矩形法去除目标苹果的伪轮廓,最后利用轮廓的曲率特征对目标苹果进行重建,并对分割与重建结果进行了方法验证。【结果】利用基于Lab颜色空间下的K-means聚类算法和最小外接矩形法可有效提取出苹果目标的真实轮廓,能够与苹果目标边缘线达到高度重合,同时可获得较准确的重建结果。对10幅枝条遮挡果实目标的识别、定位与重建的验证结果表明,该方法对目标苹果进行分割与重建的平均分割误差为13.83%,平均重叠系数为88.08%,假阳性率和假阴性率分别为1.22%和11.92%,目标苹果重建准确率均在84.00%以上,平均重建时间为24.40s。【结论】应用本研究中的方法可对枝条遮挡下的苹果目标进行准确识别、定位与重建,有效缩短重建时间。 相似文献
10.
为有效解决重叠叶片目标边缘修复难的问题,提出一种基于L-M算法的改进型BP神经网络对叶片重叠部分边缘进行预测重建的方法。首先使用数学形态学方法去除叶片的叶柄部分,采用链码差算法精确提取角点,用相关分割准则分割重叠目标;得到目标区域边界点到图像质心的距离和角度,然后利用基于L-M算法的改进型BP神经网络,通过角度预测遮挡重叠部分图像质心到边缘点的距离。最后将预测的距离值转换到图像坐标,得到重建的边缘。通过实验,该方法在保证叶片基本形状下,重建边缘后叶片面积误差可在10%以下,边缘预测效果较好,实验表明该方法可行有效。该方法可以更加方便快捷的测定重叠叶片面积,对重叠叶片边缘重建具有一定的现实意义。 相似文献
11.
针对当前柑橘果实目标检测模型多数需在服务器上运行,难以直接在果园部署且识别实时性较差等问题,设计了基于边缘计算设备的便携式柑橘果实识别系统。该系统由优化的目标检测模型和嵌入式智能平台组成;通过扩展YOLOv4–Tiny目标检测算法,将所有批量归一化层合并到卷积层,加快模型前向推理速度;采用多尺度结构并使用K–means聚类方法获得柑橘数据集的先验框大小,使网络模型对柑橘果实识别具有更强的鲁棒性;使用GIOU距离度量损失函数,使网络模型更加关注柑橘图像中重叠遮挡的区域。将改进算法部署到嵌入式平台Jetson nano,试验结果表明,识别系统对柑橘果实的识别平均准确率达93.01%,单幅图片的推断时间约为150 ms,对视频的识别速率为16帧/s。 相似文献
12.
为了提取数字图像处理中重叠椭圆的真实轮廓信息,将一种改进的K-means聚类法和图像轮廓凹点筛选方法相结合。新方法相比已有的重叠椭圆检测算法,能提高处理复杂重叠椭圆轮廓的能力,并明显提升了图像轮廓凹点检测方法的鲁棒性。新算法有较好的稳定性,提取的重叠椭圆轮廓信息与真实轮廓误差明显减小。 相似文献
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基于线结构光视觉的番茄重叠果实识别定位方法研究 总被引：1，自引：1，他引：0
为实现番茄自动化采收,针对温室光照条件多变、背景复杂及果实簇生遮挡的特征,构建了基于线结构光视觉的番茄果实识别定位视觉系统,并提出了一种针对簇生重叠果实的区域分割方法。在(2R-G-B)色差模型下利用动态阈值分割,提取成熟果实区域;计算亮度渐变梯度向量,采用灰度重心法提取结构光条纹中心线;基于线结构光立体测量原理,在光条纹扫描视场过程中实时获取成熟果实表面三维信息,并映射形成果实表面与相机光心距离深度图像,实现簇生重叠果实区域的立体分割;基于果实表面激光条纹点空间坐标拟合果实外接球体,获取果实形态和空间坐标信息;试验结果表明,视觉系统单次识别测量耗时2.8s,果实直径测量误差小于6mm,果实与摄像机中心距测量误差小于8mm。 相似文献
14.
为降低果蔬采摘机器人图像处理系统的分割错误率,提出基于量子粒子群的柑橘果实图像约束聚类分割算法。首先,将读入的RGB模式柑橘果实彩色图像转换成灰度图像;然后采用具有随机遍历性的量子粒子群全局寻优策略,结合对图像中的少量模糊和不确定点具有良好适应性的约束聚类方法,对柑橘图像进行分割。从采集的柑橘果实彩色图像中分别取遮挡柑橘图像与重叠柑橘图像,使用本算法进行分割试验,并分别与OTSU算法、模糊聚类图像分割算法、量子粒子群图像分割算法进行比较试验。结果表明,本算法具有更低的分割错误率以及更高的峰值信噪比。 相似文献
15.
《浙江农业科学》2017,(8)
针对标记分水岭算法分割粘连谷粒出现欠分割现象,提出一种基于凹点寻找前景标记的分水岭算法对谷粒进行粘连分割。首先,对谷粒图像进行canny边缘检测,获得谷粒的轮廓,并在低尺度下计算轮廓线的曲率来获取候选凹点,通过自适应阈值和角度去除伪凹点;然后,对经过预处理的图像进行欧式距离变换,按照距离梯度的方向对轮廓曲线进行像素扩充,在凹点处加快速度,再对减去轮廓的二值图进行前景标记;最后,对原二值图应用基于标记的分水岭算法进行分割。利用手机采集5种谷物的图像进行粘连谷粒分割,结果表明,可获得96.4%的谷粒计数准确率。该方法可满足于日常利用手机拍摄的谷粒图像计数的需求。 相似文献
16.
针对基于活动轮廓模型的图割（Graph cuts based active contours,GCBAC）算法在进行羽毛分割时所出现的过度分割和邻域重叠问题,利用羽毛杆左右端顶点作为约束种子使活动轮廓线必须经过该点以改善过度分割;将轮廓线两侧膨胀改为单向外侧膨胀以改善相邻轮廓线邻域重叠问题.结果表明,该算法交互简单,鲁棒性强,能有效完成羽毛杆分割提取. 相似文献
17.
【目的】提出一种复杂背景下重叠椭圆形叶片的分割算法。【方法】利用超绿算法将重叠叶片主
体及部分绿色背景分割出来;通过选择最大连通区域选择重叠叶片的主体,去除叶柄后利用凹点检测和凸点检
测获得叶片重合部位的凹点和叶片的尖端点;利用获得的凹点与尖端点,截取上层叶片未重叠区域的部分边缘
点并以上层叶片的两个尖端点所确定的直线作为对称轴将其翻转至重叠区域作为贪婪算法的初始点寻找重叠区
域的边缘;对获得的边缘进行平滑和凸包处理,即可获得目标叶片的边缘,从而较为正确地分割出上层叶片。
对于重叠的下层叶片,则以整个重叠叶片减去分割出的上层叶片,即可得到下层叶片未被覆盖的区域;将下层
叶片完整的一半以其尖端点形成的直线为对称轴进行翻转,即可得到下层叶片的补全图。【结果】该算法可以
实现复杂背景椭圆形重叠叶片的分割,且平均错分率在 3.0% 以下。【结论】针对复杂背景下椭圆形重叠叶片的
分割,提出结合凸点检测和凹点检测的贪婪算法可以较为准确地分割目标叶片,平均错分率在 3% 以下,即分
割准确率在 97% 以上。 相似文献
18.
基于最小距离的多边形三角剖分算法是,多边形的每个顶点对应一个距离,对这些距离进行比较,依次连接最小距离,连接后判断相邻两点的凹凸性且改变连接点的相邻点的距离,除凹点外,并不需要对所有的点进行判断和计算。这样形成的剖分结果完全符合要求,而且网型比较好,基本上都符合空圆法则。 相似文献
19.
自然光照条件下苹果识别方法对比研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对自然光照条件下果园苹果识别效果不佳的问题,从苹果的颜色分割和形状提取2方面进行对比研究,提出一种自然光照条件下的苹果识别方法。利用错检率、漏检率和处理速度3个量化指标综合对比分析颜色阈值、SVM和BPNN 3种苹果颜色分割方法的处理效果。比较6种边缘检测算法对苹果区域图像的边缘检测效果,并使用Hough圆检测算法对苹果形状进行提取,以获得苹果的圆心和半径。试验结果表明:由BPNN的苹果颜色分割方法以及结合Log和Hough的苹果形状提取方法所构建的果实识别算法具有较高的鲁棒性和准确性,能有效克服果实遮挡、重叠和颜色变异等问题,果实平均识别率可达91.6%。 相似文献
20.
【目的】解决棉田复杂背景下棉花叶部病害快速识别问题,为提出一种快速提取棉花植株和分割棉花叶片的方法。【方法】通过棉花植株的RGB颜色特征将植株与土壤进行分离,结合形态学处理技术和彩色分割方法,将植株的茎秆去除,保留棉花叶片部分;分别使用广度搜索分割算法、分水岭分割算法和轮廓搜索分割算法,对棉花叶片图像进行分割提取。【结果】基于广度搜索的分割算法将叶片轮廓搜索出来与原图融合分离出叶片,该算法对于图像结构简单的情况分割效果较好,通过对应的drawContours函数将每个轮廓画出,再与原图定位,将叶片的完整信息也轮廓结合,实现叶片的分离。【结论】基于距离变换的分水岭分割算法存在过分割问题,基于广度搜索分割算法与边缘检测结合对于叶片结构清楚图像分割效果显著,与轮廓搜索算法相比,后者的适用性更广,提取的轮廓层次结构也清楚,分割效果最佳。 相似文献